«Электромеханика. Расчет основных параметров трансформатора распределительных сетей» - Курсовая работа

Содержание

Задание

на курсовую работу по теме:

«Расчет основных параметров трансформатора распределительных сетей»

Произвести ориентировочный расчет основных параметров трехфазного двухобмоточного силового трансформатора, отвечающего следующим техническим условиям:

Исходные данные (вариант 17):

1. Номинальная мощность Sн = 4000 кВа

2. Напряжение обмотки НН… U1 = 10 кВ

3. Напряжение обмотки ВН U2 = 35 кВ

4. Частота питающей сети f = 50 Гц

5. Напряжение к.з. Uк = 7,5 %

6. Потери к.з. Рк = 33,5 кВт

7. Потери х.х. Р0 = 5,3 кВт

8. Материал обмоток алюминий

9. Группа соединения Y/Д - 11

10. Ток х.х. i = 0,9 %

1 Предварительный расчет основных размеров

1.1 Выбор конструкции магнитной системы

1.2 Выбор марки стали и индукции в стержне

1.3 Расчет основных электрических величин

1.4 Расчет основных размеров

2 Расчет обмоток трансформатора

2.1 Общие положения

2.2 Расчет обмотки НН

2.2.1 Расчет непрерывной катушечной обмотки из прямоугольного провода

2.3 Расчет обмотки ВН

2.3.1 Регулирование напряжения

2.3.2 Расчет многослойной цилиндрической обмотки из круглого провода

3 Расчет параметров короткого замыкания

3.1 Расчет массы обмоток

3.2 Расчет потерь короткого замыкания

3.3 Расчет напряжения короткого замыкания

4 Расчет потерь и тока холостого хода

4.1 Расчет массы стали

4.2 Расчет потерь холостого хода

4.3 Расчет намагничивающей мощности

4.4 Расчет тока холостого хода

5 Тепловой расчет трансформатора

5.1 Расчет размеров бака

5.2 Расчет плотности теплового потока

5.3 Тепловой расчет обмоток

5.3.1 Обмотка НН

5.3.2 Обмотка ВН

5.4 Расчет необходимой и реальной поверхности охлаждения

5.5 Расчет превышения температуры обмоток

6 Расчет весовых данных трансформатора

6.1 Полная рабочая масса трансформатора

Введение

Конструктивной и механической основой трансформатора является его магнитная система (магнитопровод, сердечник), который служит для локализации в нее основного магнитного поля трансформатора. В настоящее время используются четыре типа магнитных систем: плоская с косыми стыками по углам или плоская комбинированная, пространственная стыковая или витая.

Наибольшее распространение в практике трансформаторостроения получили плоские магнитные системы стержневого типа со ступенчатой формой поперечного сечения стержня, вписанной в окружность, и с обмотками в виде круговых цилиндров (рис. 1.1).

Стержни и ярмо с целью снижения потерь на вихревые токи набираются из листов электротехнической стали. При расчете плоской магнитной системы необходимо выбрать план шихтовки пластин. Выбираем плоскую магнитную систему с четырьмя косыми стыками по углам, двумя прямыми в ярме и одним прямым в стержне.

План шихтовки данной магнитной системы представлен на рис. 1.2.

Выдержка из текста работы

2 Расчет обмоток трансформатора

2.1 Общие положения

Расчет обмоток ведется раздельно для сторон НН и ВН и начинается с обмотки НН, которая располагается ближе к стержню.

Конструкция (тип) обмотки определяется рядом параметров: током, напря-жением, сечением витка, числом витков и т. п.

Обмотки одно- или двухслойные и винтовые используются только на стороне НН, многослойные из круглого провода, как правило, – на стороне ВН, катушечные из прямоугольного провода могут быть использованы на любой стороне трансформатора.

При расчете обмотки из прямоугольного провода желательно использовать наиболее крупные сечения проводов, однако нельзя забывать, что с увеличением размеров провода возрастают дополнительные потери от вихревых токов в сечении проводника, вызванных полями рассеяния, поэтому обязательна проверка по максимально допустимому размеру проводника, который находится по формуле, мм:

, (20)

где q – плотность теплового потока;

kм – коэффициент, kм = 17,2;

kз – коэффициент закрытия, для катушечных обмоток kз = 1.

В практике проектирования принята следующая форма записи типоразмера выбранного провода:

для прямоугольного провода марка провода –

, (21)

для круглого провода –

, (22)

где – число параллельных проводников в витке;

– размер неизолированного провода по таблице сортамента;

– размеры провода с учетом толщины изоляции.

Для проводов с изоляцией из хлопчатобумажной пряжи принимают, мм:

; ; . (23)

Медные провода имеют марку ПБ, алюминиевые – АПБ.

Заключение

В ходе данной курсовой работы произведен расчет трехфазного двухобмоточного трансформатора мощностью 4000 кВА. Рассчитаны обмотки высокого и низкого напряжения, т.е. определены: число витков, размеры обмоток, выбраны необходимые провода для выполнения обмоток. Также определена магнитная система для данного трансформатора, выбраны пакеты стали для нее, рассчитаны потери холостого хода и короткого замыкания, а также напряжение короткого замыкания и намагничивающая мощность.

Для данного трансформатора рассчитаны его основные размеры и весовые характеристики.

Параметры трансформатора удовлетворяют требованиям задания со следующими отклонениями:

– напряжение короткого замыкания – 1,68%;

– потери короткого замыкания – 10,119%;

– потери холостого хода – 16,72%.

Так как все рассчитанные значения параметров в данной курсовой работе не превышают заданных значений на определенную величину, следовательно рассчитанный трансформатор ТМ 4000/10 можно считать пригодным к работе.

Список литературы

1. Тихомиров П. Н. Расчёт трансформаторов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. – 528 с.

2. Беляев В. П., Авилов В. Д. Расчёт основных параметров трансформатора распределительных сетей / Задания и методические указания к выполнению курсовой работы. – Омск: ОмГУПС, 2002. - 45 с.

Примечания

Чертёж в программе Компас, формат А1

Трассформатор ТМ 4000/35